V tomto blogovom príspevku preskúmame, ako sa chémia a biológia zbližujú, aby zohrávali dôležité úlohy v medicíne a životnom prostredí, a ako ovplyvňujú naše životy.
Ako súvisí chémia a biológia? Hoci sa chémia a biológia bežne považujú za samostatné oblasti, biológia je v skutočnosti hlboko závislá od chémie. Napríklad kombinácia hemoglobínu a kyslíka, ku ktorej dochádza, keď dýchame, je chemická reakcia. V pľúcach bohatých na kyslík sa hemoglobín oddeľuje od oxidu uhličitého a spája sa s kyslíkom, ktorý sa potom dodáva do buniek. Všetky tieto fyziologické procesy sa uskutočňujú prostredníctvom chemických väzieb a rozkladu a bez týchto organických chemických reakcií by život nemohol fungovať. Preto je chemická analýza nevyhnutná v medicíne a pri štúdiu prírodného prostredia a robí sa veľa výskumov na uplatnenie chemických vlastností živých vecí.
V posledných rokoch, s rastúcim záujmom o blahobyt a výrazným rozvojom bio- a environmentálnych odvetví, sa výskum v chemickom inžinierstve zameral na tieto oblasti. Bio a environmentálne technológie sú uznávané ako technológie, ktoré zlepšujú kvalitu ľudského života, a krajiny na celom svete sa snažia, aby sa z nich stali budúci motor rastu svojich národov. V reakcii na to bola Katedra aplikovanej chémie na Národnej univerzite v Soule v roku 2005 premenovaná na Katedru chemického a biomolekulového inžinierstva a rozšírila svoje výskumné oblasti.
Chemické inžinierstvo sa v minulosti zameriavalo najmä na ropný a ťažký chemický priemysel, čo výrazne prispelo k priemyselnému rozvoju Kórey v 1960. a 1970. rokoch 1980. storočia. V 1990. a 3. rokoch však boli chemické odvetvia vnímané ako XNUMXD odvetvia, ktoré sa zaoberali nebezpečnými látkami a vypúšťali škodlivé látky do životného prostredia a s rozvojom elektronického priemyslu bola tendencia vyhýbať sa chemickému inžinierstvu. V poslednom čase však chemické inžinierstvo zažíva nové oživenie s rozvojom presného chemického priemyslu, ako sú polovodiče a nanotechnológie. Najmä s vývojom nových technológií v oblasti medicíny a životného prostredia sa chemické inžinierstvo stáva disciplínou, ktorá zlepšuje životné prostredie a zvyšuje kvalitu života.
Typickým príkladom aplikácie chemického inžinierstva v medicíne sú systémy na podávanie liečiv. Na rozdiel od tradičných metód podávania liekov sú nové systémy navrhnuté tak, aby dodávali lieky potom, čo sa dostanú do špecifickej bunky alebo miesta ochorenia. Tieto systémy sú navrhnuté tak, aby dodávali liečivá len pri určitých teplotách alebo pH, môžu znížiť straty liečiva a maximalizovať účinnosť. Očakáva sa, že bude obzvlášť účinný pri liečbe rakoviny, ktorá má vysoké vedľajšie účinky a ľahko metastázuje.
Chemické biomedicínske inžinierstvo zahŕňa aj štúdium biomateriálov, ako sú umelé orgány a umelá chrupavka. Keďže biomateriály sú implantované do ľudského tela, je dôležité, aby boli v tele stabilné, to znamená, že musia mať podobné vlastnosti ako implantovaný orgán a nespôsobovať v tele chemické reakcie alebo odmietnutie imunity. Je tiež dôležité chemicky ošetriť povrch materiálu, aby sa zabránilo priľnutiu bielkovín, pretože bielkoviny môžu vytvárať krvné zrazeniny v krvi. Za týmto účelom prebieha výskum vývoja rôznych syntetických materiálov a povrchových úprav.
V oblasti životného prostredia prebieha výskum na zlepšenie životného prostredia využitím nanotechnológie alebo membránovej technológie. Nanotechnológia, ktorá sa využíva v rôznych oblastiach, zohráva významnú úlohu aj v chemickom inžinierstve, najmä v katalýze. Katalyzátory zahŕňajúce nanotechnológiu majú veľké aktívne plochy a vykazujú nové katalytické vlastnosti. To môže výrazne zlepšiť výkon existujúcich katalyzátorov a môže sa použiť aj v technológiách zelenej energie, ako sú automobilové emisie alebo kontrola znečistenia ovzdušia v továrňach, solárne články alebo palivové články.
Toto je len niekoľko príkladov, ale biologické aplikácie chemického inžinierstva sú nekonečné. Existuje mnoho rôznych typov organizmov a ich správania, z ktorých mnohé sú stále nepreskúmané, a mnoho rôznych chemických vlastností a technológií, ktoré možno na ne aplikovať. Možnosti pokroku v medicíne a životnom prostredí sú nekonečné.
Keďže zelená energia a zelený rast sú celosvetovo čoraz dôležitejšie a túžba predĺžiť život sa zvyšuje, Kórea sa snaží nájsť nové motory rastu, aby viedla budúcnosť ako národ a dosiahla zelený rast, ktorý chráni životné prostredie. V tomto kontexte sa chemické biomedicínske inžinierstvo, ktoré je inžinierskym štúdiom živých organizmov a môže byť využité ako základná technológia v oblasti medicíny a životného prostredia, v budúcnosti stane čoraz dôležitejšou disciplínou. Okrem toho sa očakáva, že chemická biotechnológia bude hrať kľúčovú úlohu pri pomoci Kórei dosiahnuť zelený rast využívaním zelenej technológie ako národného motora.
